Zelle verdaut sich selbst
Der Verdacht der Forscher: Möglicherweise beeinflusst das Kokain das natürliche Aufräum-Programm der Zellen. Dieses sorgt unter anderem über die sogenannte Autophagie dafür, dass überschüssige und funktionslos gewordene Proteine und andere Zellprodukte markiert und in Membranbläschen eingeschlossen werden. Diese wiederum verschmelzen mit enzymreichen Entsorgungsblasen, die den Inhalt der zellulären “Abfallbehälter” abbauen. “Eine Zelle ist wie ein Haushalt, der ständig Abfall produziert”, erklärt Guha. “Die Autophagie ist der Hauswart, der den Müll rausbringt – das ist normalerweise eine gute Sache.” Doch das Kokain, so ihr Verdacht, könnte diese Entsorgung aus dem Ruder laufen lassen: “Das Kokain bringt den Hauswart dazu, auch wichtige Dinge zu entsorgen, darunter die Mitochondrien, die die Energie für die Zelle produzieren”, so Guha. Ob dies wirklich der Fall ist, prüften die Forscher an den Gehirnen junger Mäuse, die schon im Mutterleib der Droge Kokain ausgesetzt waren.
Und tatsächlich: In den Gehirnen der jungen Mäuse setzte das Kokain eine Signalkaskade in Gang, durch die unter anderem Stickstoff-Monoxid (NO) vermehrt in den Neuronen freigesetzt wird. Dies wiederum beeinflusst den Botenstoff GAPDH und löst im Zellkern Veränderungen aus, die zu einer übersteigerten Autophagie führen, wie die Forscher berichten. Als Folge verdaut die Zelle sich gewissermaßen selbst. Der Zellkern schrumpft, dann auch die Zelle als Ganzes und schließlich geht die Nervenzelle zugrunde. “Unsere Studie demonstriert, dass die Zelltoxizität des Kokains damit zusammenhängt, dass sie über diese Signalkaskade die Autophagie antreibt und so den Zelltod hervorruft”, berichten Guha und seine Kollegen. Wie Zellkulturversuche zeigten, geschieht dies bereits bei einer Kokain-Konzentrationen von 0,1 Mikromol – und damit in dem Bereich, wie er schon bei niedrigen Dosen des Kokainkonsums schnell erreicht werden.
Es könnte ein Gegenmittel geben
Aber es gibt auch eine gute Nachricht: “Unsere neuen Erkenntnisse könnte auch therapeutische Relevanz haben”, berichten die Forscher. Denn wenn die Toxizität des Kokains allein auf der Autophagie beruht, dann könnten potente und selektive Hemmstoffe dieses Signalwegs die zerstörerische Wirkung der Droge auf das Gehirn verhindern oder zumindest hemmen. “Eine solche Behandlung könnte beispielsweise Kinder kokainabhängiger Mütter schützen”, so Guha und seine Kollegen. Denn wenn diese im Mutterleib bereits mit der Droge in Kontakt kamen, werden sie oft schon mit Defiziten in der Hirnentwicklung geboren. Die Wissenschaftler haben in ergänzenden Versuchen bereits einen Wirkstoff identifiziert, der die Giftwirkung des Kokains hemmen kann: Das Mittel mit der Arbeitsbezeichnung CGP3466B konnten in Versuchen mit Mäusen das Gehirn der Tiere gegen den Zelltod durch Kokain schützen, wie die Forscher berichten.
